﻿using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net.NetworkInformation;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConfigInfoWebPlatform.API.BusinessCommon
{
    /// <summary>
    /// 动态生产有规律的ID
    /// </summary>
    public class Snowflake
    {
        /// 雪花ID
        /// Twitter_Snowflake
        /// SnowFlake的结构如下(每部分用-分开)
        /// 0 - 0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0 - 00000 - 00000 - 000000000000
        /// 1位标识，由于long基本类型在Java中是带符号的，最高位是符号位，正数是0，负数是1，所以id一般是正数，最高位是0
        /// 41位时间截(毫秒级)，注意，41位时间截不是存储当前时间的时间截，而是存储时间截的差值（当前时间截 - 开始时间截)得到的值），
        /// 41位的时间截，可以使用69年，年T = (1L << 41) / (1000L * 60 * 60 * 24 * 365) = 69
        /// 这里的的开始时间截，一般是我们的id生成器开始使用的时间，由我们程序来指定的（如下下面程序IdWorker类的startTime属性）。
        /// 10位的数据机器位，可以部署在1024个节点，包括5位datacenterId和5位workerId
        /// 12位序列，毫秒内的计数，12位的计数顺序号支持每个节点每毫秒(同一机器，同一时间截)产生4096个ID序号
        /// 总共加起来刚好64位，为一个Long型。
        /// SnowFlake的优点是，整体上按照时间自增排序，并且整个分布式系统内不会产生ID碰撞(由数据中心ID和机器ID作区分)，
        /// 并且效率较高，经测试，SnowFlake单机每秒都能够产生出极限4,096,000个ID来

        //机器ID，0-31 长度
        private static long machineId;
        //数据中心ID，0-31 长度
        private static long datacenterId = 0L;
        //计数从零开始 毫秒内序列(0~4095) 
        private static long sequence = 0L;

        // 开始时间截 例如：(new DateTime(2020, 1, 1).ToUniversalTime() - Jan1st1970).TotalMilliseconds  唯一时间随机量
        private static long twepoch = 687888001020L;
        //机器码字节数 0-31
        private static long machineIdBits = 5L;
        //数据中心字节数
        private static long datacenterIdBits = 5L;
        //最大机器ID 31
        public static long maxMachineId = -1L ^ -1L << (int)machineIdBits;
        //最大数据ID 31
        private static long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << (int)datacenterIdBits);
        //计数器字节数，12个字节用来保存计数码     
        private static long sequenceBits = 12L;
        //机器码数据左移位数，就是后面计数器占用的位数
        private static long machineIdShift = sequenceBits;
        // 数据标识id向左移17位(12+5) 
        private static long datacenterIdShift = sequenceBits + machineIdBits;
        //时间戳左移动位数就是机器码+计数器总字节数+数据字节数
        private static long timestampLeftShift = sequenceBits + machineIdBits + datacenterIdBits;
        //一微秒内可以产生计数，如果达到该值则等到下一微妙在进行生成 生成序列的掩码，这里为4095 (0b111111111111=0xfff=4095) 
        public static long sequenceMask = -1L ^ -1L << (int)sequenceBits;
        //最后时间戳
        private static long lastTimestamp = -1L;

        private static readonly DateTime Jan1st1970 = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);

        private static object syncRoot = new object();//加锁对象
        static Snowflake snowflake;
        /// <summary>
        /// 获取实体对象实例
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Snowflake Instance()
        {
            if (snowflake == null)
                snowflake = new Snowflake();
            return snowflake;
        }

        private Snowflake()
        {
            //Snowflakes(0L, -1);
            Snowflakes(GetWorkerId(), -1);
        }

        private Snowflake(long machineId)
        {
            Snowflakes(machineId, -1);
        }

        private Snowflake(long machineId, long datacenterId)
        {
            Snowflakes(machineId, datacenterId);
        }

        private void Snowflakes(long machineId, long datacenterId)
        {
            if (machineId >= 0)
            {
                if (machineId > maxMachineId)
                {
                    throw new Exception("机器码ID非法");
                }
                Snowflake.machineId = machineId;
            }
            if (datacenterId >= 0)
            {
                if (datacenterId > maxDatacenterId)
                {
                    throw new Exception("数据中心ID非法");
                }
                Snowflake.datacenterId = datacenterId;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 生成当前时间戳
        /// </summary>
        /// <returns>毫秒</returns>
        private static long GetTimestamp()
        {
            //return (long)(DateTime.UtcNow - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalMilliseconds;
            //return (long)(DateTime.Now - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalMilliseconds;
            return (long)(DateTime.Now - Jan1st1970).TotalMilliseconds;
        }

        /// <summary>
        /// 获取下一微秒时间戳
        /// </summary>
        /// <param name="lastTimestamp">时间点</param>
        /// <returns></returns>
        private static long GetNextTimestamp(long lastTimestamp)
        {
            long timestamp = GetTimestamp();
            if (timestamp <= lastTimestamp)
            {
                timestamp = GetTimestamp();
            }
            return timestamp;
        }
        /// <summary>
        /// 根据机器使用IP进行Hash，然后取模处理；
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        private static long GetWorkerId()
        {
            foreach (var item in NetworkInterface.GetAllNetworkInterfaces())
            {
                if (item.OperationalStatus == OperationalStatus.Up && item.NetworkInterfaceType == NetworkInterfaceType.Ethernet && !item.Name.Contains("VMware"))
                {//先获取需要的接口。两个条件确定当前正在使用的网口。1、接口状态为up；2、接口类型为Ethernet。
                    foreach (var ipInfo in item.GetIPProperties().UnicastAddresses.ToArray())
                    {
                        if (ipInfo.Address.AddressFamily == System.Net.Sockets.AddressFamily.InterNetwork)
                        {
                            return ipInfo.Address.GetHashCode() % 32;
                            //Console.WriteLine($"本机正在使用接口为:{item.Name}\r\n本机正在使用的IP为：{ipInfo.Address}");
                        }
                    }
                }
            }
            return 0L;
        }
        /// <summary>
        /// 获取长整形的ID
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public long GetId()
        {
            lock (syncRoot)
            {
                long timestamp = GetTimestamp();
                if (Snowflake.lastTimestamp == timestamp)
                { //同一微妙中生成ID
                    sequence = (sequence + 1) & sequenceMask; //用&运算计算该微秒内产生的计数是否已经到达上限
                    if (sequence == 0)
                    {
                        //一微妙内产生的ID计数已达上限，等待下一微妙
                        timestamp = GetNextTimestamp(Snowflake.lastTimestamp);
                    }
                }
                else
                {
                    //不同微秒生成ID
                    sequence = 0L;
                }
                if (timestamp < lastTimestamp)
                {
                    throw new Exception("时间戳比上一次生成ID时时间戳还小，故异常");
                }
                Snowflake.lastTimestamp = timestamp; //把当前时间戳保存为最后生成ID的时间戳
                long Id = ((timestamp - twepoch) << (int)timestampLeftShift) | (datacenterId << (int)datacenterIdShift) | (machineId << (int)machineIdShift) | sequence;
                return Id;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 根据雪花ID，获取时间
        /// </summary>
        /// <param name="id"></param>
        /// <returns></returns>
        public string AnalyzeId(string id)
        {
            bool istrue = long.TryParse(id, out long cvid);
            if (istrue)
            {
                var timestamp = (cvid >> (int)timestampLeftShift);
                var time = Jan1st1970.AddMilliseconds(timestamp + twepoch);
                return time.ToLocalTime().ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff");
            }
            else
            {
                return "";
            }
        }
    }
}
